新生兒呼吸生理特點(diǎn)

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,第三級(jí),,第四級(jí),,第五級(jí),,*,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級(jí),,,,*,新生兒呼吸生理,柳國(guó)勝主講,呼吸的概念：,,,,機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過(guò)程，稱(chēng)為呼吸,,呼吸是維持新陳代謝和其他功能活動(dòng)所必需的基本過(guò)程之一,,,肺通氣,,肺與外環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換的過(guò)程,,（一）,肺通氣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),,呼吸道,,肺泡,,胸廓,,（二）,肺通氣的原理

2、,,肺通氣的動(dòng)力,,肺通氣的阻力,,呼吸功,,(,三）,,肺通氣功能的指標(biāo),,肺容積和肺容量,,肺通氣量和肺泡通氣量,,肺通氣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),,呼吸道,,呼吸道粘膜（下呼吸道粘膜上皮細(xì)胞還有纖毛）,,呼吸道平滑肌（迷走,-M,型,，交感,-,β,型,,肺泡,,肺泡膜,,表面活性物質(zhì),,胸廓,,胸膜腔,,呼吸肌,,表面活性物質(zhì)（,pulmonary surfactant,）：,,主要成分：,二棕櫚酰卵磷脂,,分泌部位,:,,肺泡,II,型細(xì)胞分泌,,作用：,降低肺泡表面張力,,,1.,維持大小肺泡的穩(wěn)定性,,,2.,防止肺水腫,,,3.,降低吸氣阻力,,,減少吸氣做功,,,肺通氣的原理,肺通氣的動(dòng)力

3、,,（,1,） 呼吸運(yùn)動(dòng)是肺通氣的原動(dòng)力,,（,2,） 肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓力差推動(dòng)氣體進(jìn)出肺,,,是肺通氣的直接動(dòng)力,,（,3,） 胸膜腔內(nèi)壓維持肺處于擴(kuò)張狀態(tài),,肺通氣的阻力,,（,1,）,彈性阻力,,（,2,）,非彈性阻力,,呼吸功,：克服呼吸阻力推動(dòng)肺通氣所作功包括彈性功、氣流阻力功和慣性功,,,平靜呼,吸運(yùn)動(dòng)過(guò)程：,,,,吸氣運(yùn)動(dòng),,,吸氣?。弘跫。唛g外肌等收縮,,,呼氣運(yùn)動(dòng),,,吸氣?。弘跫。唛g外肌舒張，胸廓減小，肺依自身回縮力而回位,,用力呼,吸運(yùn)動(dòng)過(guò)程：,,吸氣運(yùn)動(dòng),,吸氣?。?膈肌，肋間外肌、輔助吸氣肌收縮。,,,呼氣運(yùn)動(dòng),,呼氣?。?肋間內(nèi)肌收縮,,腹肌收縮 、膈肌，

4、肋間外肌舒張,,,新生兒胸廓的特點(diǎn)及呼吸肌的發(fā)育均影響其呼吸運(yùn)動(dòng),,胸廓呈桶狀，肋骨呈水平位,,胸部呼吸肌發(fā)育差，不利于吸氣運(yùn)動(dòng),,主要靠膈肌收縮產(chǎn)生呼吸運(yùn)動(dòng),,新生兒尤其是早產(chǎn)兒的胸壁柔軟，吸氣時(shí)下部肋骨被拉向內(nèi)，不利于產(chǎn)生較高的吸氣負(fù)壓,,膈肌組成中耐疲勞纖維僅占,25%,，而成人則占,50%,～,55%,，故更易于疲勞,,長(zhǎng)期應(yīng)用呼吸機(jī)的新生兒，由于可能發(fā)生一定程度廢用性萎縮，更易疲勞，使撤機(jī)困難,,肺內(nèi)壓：,,指肺泡內(nèi)的壓力 平靜呼吸：,±,5cmH2O,左右,,,,胸內(nèi)壓,:,胸膜腔內(nèi)的壓力,,形成：,,胸內(nèi)壓,=,肺內(nèi)壓,-,肺回縮力,,,=,大氣壓,-,肺回縮力,,,= -,肺

5、回縮力,,意義： 維持肺的擴(kuò)張狀態(tài),;,促進(jìn)靜脈和淋巴回流,,,,（,二）肺通氣的阻力,,,彈性阻力,65%,,,肺通氣的阻力,,,非彈性阻力,35%,,,,1.,彈性阻力和順應(yīng)性,(compliance),,,肺順應(yīng)性：,,C,L,,,用單位跨肺壓的變化所導(dǎo)致的肺容積變化,。,,C,L,△,V,△,P,＝,,△V:,肺容積變化,,△,P,：,跨肺壓 （肺內(nèi)壓－胸內(nèi)壓）,,壓力變化,（,0.2 L/cmH,2,O,）,(1),肺的彈性阻力和順應(yīng)性：,,,,,肺彈性阻力的來(lái)源：,,肺組織彈性回縮力及表面張力，足月新生兒約為,19-39,,mmHg/L,．,S,,,表面張力：,,,在液,-,氣界

6、面上，由于液體分子之間的吸引,,力大于氣體分子之間的吸引力，而使表面,,積趨向于縮小的力,,,1),靜態(tài)肺順應(yīng)性曲線,,2,）,彈性阻力的來(lái)源：,,,①?gòu)椥曰乜s力,1/3,,②,肺泡液,-,氣界面的表面張力,2/3,,,,,Laplace,定律,,,P = 2T / r,,P :,肺泡內(nèi)壓力,,,T,：肺泡表面張力,,,r,：肺泡半徑,,,,,,影響新生兒肺彈性阻力的因素,新生兒彈性阻力增大的情況,,新生兒呼吸窘迫綜合征、肺炎、肺水腫，肺不張、肺間質(zhì)纖維化等，其順應(yīng)性小，故機(jī)械通氣時(shí)所需吸氣峰壓（,PIP,）較高,,彈性阻力變小的情況,,多見(jiàn)于肺氣腫等,(2),胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性,,胸廓順

7、應(yīng)性,=,胸廓容積的變化,/,跨壁壓的變化,,總順應(yīng)性,,,,,,,1 / C,總,= 1 / CL + 1 / C chw,,新生兒特別是早產(chǎn)兒肋骨為軟骨，胸廓極易變形，上述公式中的,1/,胸壁順應(yīng)性接近于零,,可認(rèn)為新生兒的總順應(yīng)性和肺順應(yīng)性相等,,靜態(tài)和動(dòng)態(tài)順應(yīng)性,,靜態(tài)順應(yīng)性,,代表肺和胸壁的彈性阻力,,測(cè)定操作較煩瑣,,動(dòng)態(tài)順應(yīng)性,,根據(jù)吸氣峰壓（,PIP,）和呼氣末壓（,PEEP,）之間的壓差，計(jì)算出的順應(yīng)性,,反映肺和胸壁的彈性阻力外，還包括克服氣道阻力,,通常動(dòng)態(tài)順應(yīng)性比靜態(tài)順應(yīng)性小,10,～,20%,,,新生兒肺的動(dòng)態(tài)順應(yīng)性約為,1,～,2ml/ cmH2O.kg,，俯

8、臥可達(dá)到,3.38±0.16ml/ cmH2O.kg,,,機(jī)械通氣過(guò)程中連續(xù)監(jiān)測(cè)順應(yīng)性，有助于早期識(shí)別肺過(guò)度擴(kuò)張，指導(dǎo)呼吸機(jī)參數(shù)適時(shí)調(diào)節(jié)，可避免引起氣壓傷,比順應(yīng)性（,specific compliance,）,,,肺順應(yīng)性,,比順應(yīng)性,=,———————,,,功能殘氣量,,順應(yīng)性不僅與肺與胸壁的彈性阻力有關(guān)，而且與肺容量大小密切相關(guān),,成人動(dòng)態(tài)順應(yīng)性的絕對(duì)值約為,9.47,～,12.8ml/ cmH2O,,,而新生兒僅約為,2.63 ml/cmH2O,；動(dòng)態(tài)比順應(yīng)性，則分別為,34ml/ cmH2O,．,L,和,31,～,33ml/ cmH2O,．,,真正反映肺的彈性阻力 ，去除了肺容量增減

9、的因素,壓力－容積曲線（,P,－,V Loops,）,,壓力,—,容量曲線為測(cè)定動(dòng)態(tài)順應(yīng)性時(shí)，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示每次呼吸周期吸氣和呼氣時(shí)測(cè)得的壓力和容積變化點(diǎn)相連成線，得到的一閉合環(huán)曲線,,該曲線肺容積變化包括：起始、轉(zhuǎn)折、上升、平移、下降、滯后,,目前有些呼吸機(jī)配有描繪出壓力－容量曲線 的功能,,,壓力,-,容量曲線,2.,非彈性阻力,,慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力,,,R ∝ 1 / r,4,,,氣道阻力：,,用維持單位時(shí)間內(nèi)氣體流量所需的壓力差表示。,,,,壓力差 大氣壓－肺泡壓（,cmH2O,）,,氣道阻力,,= ————— =,———————————

10、—,,,流速 流速（,L/S,）,,正常新生兒總氣道阻力為,20,～,40 cmH2O/L,．,S,,流速可用流速儀測(cè)知,,壓力差為口腔與肺泡的壓差，要在呼吸過(guò)程中以氣流阻斷器短暫阻斷氣流的瞬間測(cè)量,,應(yīng)用呼吸機(jī)的患兒帶有氣管插管，所測(cè)得的阻力值還包括氣管插管阻力在內(nèi),氣道阻力,,主要存在于主支氣管等大氣道,,細(xì)支氣管、終末細(xì)支氣管盡管口徑很小，,,但數(shù)量極多，因而總阻力很小,,在疾病情況下細(xì)支氣管對(duì)氣道阻力影響很大,,細(xì)支氣管平滑肌受副交感神經(jīng),,和交感神經(jīng),,雙重支配,,,,影響氣道口徑的因素,,,（,1,）跨壁壓,:,指呼吸道內(nèi)外的壓力差

11、,,呼吸道內(nèi)壓力高，,跨壁壓增大,,管徑被動(dòng)擴(kuò)大，,阻力變小,,（,2,）肺實(shí)質(zhì)對(duì)氣道壁的外向放射狀牽引作用,,小氣道 彈性纖維,,膠原纖維,,,對(duì)氣道壁的牽拉作用,,保持沒(méi)有軟骨組織支持的細(xì)支氣管的通暢,,,（,3,）自主神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)氣道管壁平滑肌的調(diào)節(jié),,,,,①,雙重神經(jīng)支配,：,,,副交感神經(jīng),：,,遞質(zhì)：,ACh,,,受體：,M,型,,作用：氣道平滑肌收縮，管徑減小，阻力增加,,,交感神經(jīng),：,,遞質(zhì)：,NE,,,受體：,β,型,,作用：氣道平滑肌舒張，管徑增大，,,氣道阻力減小,.,,,臨床應(yīng)用擬腎上腺素能藥物,,,,,②,非腎上腺素非乙酰膽堿（,NANC,）共存遞質(zhì)的調(diào)制,:

12、,,神經(jīng)肽（,血管活性腸肽,,、神經(jīng)肽,Y,、速激肽）,,,,,,,,,,,,血管活性腸肽,,、神經(jīng)肽,Y,、速激肽,,,,,,,血管活性腸肽,,、神經(jīng)肽,Y,、速激肽,,Ach,,調(diào)制遞質(zhì)的釋放,,調(diào)制對(duì)遞質(zhì)的反應(yīng),,效應(yīng)器的反應(yīng),,,,（,4,）化學(xué)因素的影響,：,,,,,兒茶酚胺,氣道平滑肌舒張,,前列腺素,E,2,,F,2,a,,,,過(guò)敏反應(yīng)肥大細(xì)胞 組胺,,白三烯,氣道平滑肌收縮,,,CO,2,支氣管、肺,C,類(lèi)纖維反射性,,,氣道上皮合成、釋放內(nèi)皮素,,,,,,,,,,二．,肺通氣功能的指標(biāo),,,,（一）肺容積和肺容量,,,,,1,．肺容積 四種基本肺容積,

13、,,（,1,）潮氣量,(tidal volume),：,,每次呼吸時(shí)吸入或呼出的氣體量,,足月兒潮氣量一般為,6,～,8ml/kg,,,,早產(chǎn)兒俯臥位及仰臥位的潮氣量分別為,,5.4±0.2ml/kg,和,4.7±0.2ml/kg,,,,,（,2,）補(bǔ)吸氣量或吸氣儲(chǔ)備量,,足月新生兒一般為,20-25ml/kg,,（,3,）補(bǔ)呼氣量或呼氣儲(chǔ)備量,,足月新生兒一般為,5-10ml/kg,,,（,4,）殘氣量 ：,,最大呼氣末尚存留于肺中不能呼出的氣體,,量,,,足月新生兒殘氣量一般為,20ml/kg,,,,2.,肺容量,,兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上的肺容積相加，為肺容量,,,足月新生兒肺總量一般為,55,～

14、,60 ml/kg,,。,,,(1),深吸氣量,:,,,平靜呼氣末 作最大吸氣時(shí)所能吸入的氣量,,深吸氣量,=,潮氣量,+,補(bǔ)吸氣量,,足月兒一般為,30ml/kg,,,(2),功能殘氣量,:,,,殘氣量,+,補(bǔ)呼氣量,:,足月兒功能殘氣量一般為,25,～,30ml/kg,,,,,生理意義,:,,,緩沖呼吸過(guò)程中肺泡氣氧和二氧化碳分壓,,,,(3),肺活量,(vital capacity,VC),,:,,,概念：,一次最大吸氣后從肺內(nèi)所能呼出的最大,,氣體量,,肺活量,=,潮氣量,+,補(bǔ)吸氣量,+,補(bǔ)呼氣量,,,正常值：,足月新生兒肺活量一般為,35,～,40ml/kg,,,意義：,反映了肺一

15、次通氣的最大能力,,可作為肺通氣功能的指標(biāo),,,,（二） 肺通氣量和肺泡通氣量,1.,肺通氣量,,（,1,）每分通氣量,(minute ventilation volume),,,指每分鐘進(jìn)或出肺的氣體總量,,,每分通氣量,=,潮氣量,×,呼吸頻率,,足月新生兒一般為,200,～,300ml/kg,,,是機(jī)體通氣功能的指標(biāo)，受呼吸深淺的影響,,,不能準(zhǔn)確反映機(jī)體實(shí)際的有效通氣水平,,,呼吸衰竭早期,可,高于正常,,,嚴(yán)重呼吸衰竭時(shí)則大多低于正常,,,,2.,無(wú)效腔和肺泡通氣量,,,,,,,生理無(wú)效腔,,=,解剖無(wú)效腔,+,肺泡無(wú)效腔,肺泡通氣量,,=,（潮氣量,-,無(wú)效腔）,×,呼吸頻率,,,

16、新生兒,解剖,無(wú)效腔,,,新生兒,肺泡,無(wú)效腔,0-0.5ml/kg,,,深慢呼吸增加肺泡通氣量,,淺快呼吸減少肺泡通氣量,,,第二節(jié) 肺換氣和組織換氣,,一,.,氣體交換基本原理,,（一） 氣體的擴(kuò)散,,,肺泡、組織與血液之間氣體交換是通過(guò),擴(kuò)散,進(jìn)行的,,在海平面，空氣的壓力為,760 mmHg,，,,由,O,2,構(gòu)成的壓力為,158.4 mmHg,,,（,760 mmHg,?,20.84%,），,簡(jiǎn)稱(chēng),O,2,分壓,,,肺泡氣中,：,,,O,2,分壓低于空氣的,O,2,分壓,,,CO,2,分壓則遠(yuǎn)大于空氣的,CO,2,分壓,,影響氣體分子在液體和液,-,氣之間擴(kuò)散的因素,：,,,1.,

17、氣體的分壓差,（,?,P,）,,2.,氣體分子量,（,MW,）,和物理溶解度,（,S,）,,3.,擴(kuò)散面積,（,A,）,和距離,（,d,）,,4.,溫度,(T),,,?,P,?,A,?,S,?,T,,,擴(kuò)散速率,D = ——————,,d,?,,?,MW,,(,二,),呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓,,,空氣,PO,2,159mmHg PCO,2,0.3mmHg,,,,,,,,,,血液,,PO,2,104mmHg,,,,CO,2,40mmHg,,,,肺泡,,,,,PO,2,40mmHg,,,CO,2,46mmHg,,,,,,二、肺換氣,,（一）肺換氣過(guò)程,,,O,2,與,CO,2,

18、在血液和肺泡間擴(kuò)散迅速，,,,0.3s,內(nèi)可達(dá)平衡。,,血液流經(jīng)肺毛細(xì)血管時(shí)間約,0.7s,，,,,1/3,時(shí)已完成肺換氣。,,,（二）影響肺換氣的因素,,,呼吸膜的厚度、呼吸膜的面積和通氣,/,血流比值,,,1.,呼吸膜的厚度,,肺泡內(nèi)氣體與肺泡壁毛細(xì)血管之間共有,6,層結(jié)構(gòu),,(<1,?,,m),，構(gòu)成呼吸膜,(respiratory membrane),。,,,1),肺泡內(nèi)表面的液體層及其表面的表面活性物質(zhì)；,,2),肺泡上皮細(xì)胞；,,3),上皮基底膜；,,4),彈力纖維和膠原纖維構(gòu)成的網(wǎng)狀間隙；,,5),毛細(xì)血管基底膜；,,6),毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞。,,,呼吸膜厚度增加一倍，氣體擴(kuò)散速率

19、即降低一倍。,,,2.,呼吸膜的面積,,正常成年人呼吸膜總面積達(dá),70 m,2,,,安靜狀態(tài)時(shí)僅有,40 m,2,參與氣體交換，很大的儲(chǔ)備面積。足月新生兒呼吸膜總面積為成人的,3%,，儲(chǔ)備功能不足,,運(yùn)動(dòng)，毛細(xì)血管開(kāi)放數(shù)量、程度增加，面積,,肺不張、肺氣腫、肺葉切除等情況下呼吸膜面積減少,。,,3.,通氣,/,血流比值,,概念,:,,,是指每分種肺泡通氣量（,VA,）和每分肺血流量（,Q,）之間的比值，簡(jiǎn)寫(xiě)為,VA/Q,。,,正常成年人安靜時(shí)約為,0.84,,新生兒初生時(shí)為,1,24,小時(shí)后為,,VA/Q <0.8,,,肺泡氣,CO,2,及,O,2,分壓很快與靜脈血的,CO,2,及,O,2,分

20、壓達(dá)到平衡，流經(jīng)肺泡的靜脈血相當(dāng)于未進(jìn)行氣體交換就回到心臟，猶如發(fā)生了動(dòng)－靜脈短路。,,VA/Q >0.8,,,肺泡氣,CO,2,及,O,2,分壓與濕潤(rùn)的空氣相等，但由于沒(méi)有血流，同樣不能進(jìn)行氣體交換，相當(dāng)于出現(xiàn)了無(wú)效腔。這種無(wú)效腔稱(chēng)為生理無(wú)效腔。,,(,三,),肺擴(kuò)散容量,,,氣體在單位,(1mmHg),分壓差作用下，每分鐘通過(guò)呼吸膜擴(kuò)散的氣體,ml,數(shù)為肺擴(kuò)散容量,(diffusion capacity of lung,D,L,).,,,V,,D,L,=,,P,A,– P,C,,,,,V,：,每分鐘通過(guò)呼吸膜的氣體容積（,ml / min,）,,,,P,A,：,肺泡氣中該氣體的平均分壓,,

21、,,P,C,：,肺毛細(xì)血管血液內(nèi)該氣體的平均分壓,,,,D,L,測(cè)定呼吸氣通過(guò)呼吸膜的能力的一種指標(biāo)。,,正常人安靜狀態(tài),,,,O,2,的,D,L,平均約為,20ml / min,,CO,2,的,,D,L,平均約為,O,2,的,20,倍,,,運(yùn)動(dòng)時(shí),D,L,,,：,肺泡膜面積、肺毛細(xì)血管血流量,,,肺疾病,D,L,,：,肺泡膜面積 、擴(kuò)散距離增加,,第三節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸,,,一,. O,2,的運(yùn)輸,,正常情況下，在血液中運(yùn)輸?shù)?O,2,中,,,98.5,％,,以與紅細(xì)胞內(nèi)血紅蛋白相結(jié)合的方式存在，,1.5,％,,以單純物理溶解方式存在。,,,O,2,與血紅蛋白的可逆性結(jié)合,特

22、征：,,1.,反應(yīng)快、可逆、不需酶催化、受,PO,2,的影響,,2.,氧合反應(yīng)：,Fe,2+,與,O,2,的結(jié)合,,,1,個(gè)珠蛋白,,3.1,分子,Hb,,,4,個(gè)血紅素,- 4,分子,O,2,,,4. O,2,與血紅蛋白結(jié)合或解離曲線呈,S,形,,,,二,. CO,2,的運(yùn)輸,,,血液中的,CO,2,兩種形式運(yùn)輸,:,,,物理溶解的,CO,2,約占總運(yùn)輸量的,5%,，,,,,主要是碳酸氫鹽,,化學(xué)結(jié)合的占,95%,,,氨基甲酸血紅蛋白,,1,、物理溶解方式：,,,每,100 ml,的血液只能運(yùn)輸,0.3 ml,的,CO,2,。,,2,、碳酸氫鹽結(jié)合方式,：,,,從組織擴(kuò)散入血液的,CO,2,

23、進(jìn)入紅細(xì)胞后形成,H,2,CO,3,，進(jìn)一步解離成,HCO,3,-,和,H,+,。,HCO,3,-,載體擴(kuò)散入血液（,Cl,-,同時(shí)進(jìn)入紅細(xì)胞），多余的,H,+,與血紅蛋白結(jié)合。,,3,、氨基甲酸血紅蛋白結(jié)合方式,：,,,一部分,CO,2,與血紅蛋白的氨基結(jié)合生成氨基甲酸血紅蛋白。,,腦橋,（,+,）,,（,+,）,,延髓,（,+,）,,,,,（,+,）,,,（,+,）,,,,,,（,+,）,,脊髓,,,效應(yīng)器,吸氣肌,,,呼氣 舒張 收縮,,,腦橋,KF,核,,吸氣切斷機(jī)制,,吸氣抑制神經(jīng)元,中樞吸氣活動(dòng)發(fā)生器,,,pre-B?tzinger Complex,吸氣神經(jīng)元,呼氣神經(jīng)元,,B?t C,吸氣肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元,肺擴(kuò)張,肺牽張感受器,,,,